Брак черепицы в обжиге, причины брака и его устранение

Брак в обжиге суммирует все недостатки, имевшие место в производстве, начиная от карьера и кончая печами. Все незаметные ранее внутренние трещины в обжиге выступают наружу, создавая брак. Плохая переработка массы, включение комочков глины («звездочки»), неравномерная работа ленточного пресса, небрежное обращение с черепицей в сушке и при укладке в печь — все это приведет к браку в обжиге.

Что же касается печи, то, прежде всего, нельзя допускать загрузки ее влажной, недосушенной черепицей. От этого бывает больше всего брака в обжиге. Черепица получается низкой механической прочности — легко ломается под нагрузкой. Сырая черепица запаривается в печи, благодаря большому количеству влаги, выделяемой ею. Этой влагой насыщаются печные газы. Водянке пары, охлаждаясь от соприкосновения с холодным сырцом, оседают на черепице, и она, как говорят, «запаривается». Такая черепица, как и кирпич, легко деформируется, иногда происходят завалы отдельных камер садки или частей камеры. Бывают случаи, что запаренная черепица служит причиной большого количества пережога.

Если запаренная черепица выходит из обжига целой, то она не издает при ударе чистый металлический звук и прочность ее ниже по сравнению с черепицей нормального обжига.

Пузыри и вздутия на поверхности черепиц возникают при чрезмерно большой скорости подъема огня в обжиге глин, содержащих много летучих веществ выделяющихся во время обжига.

От пересушенной черепицы брак получается, главным образом, при загрузке печи: легко ломаются края и углы; при укладке на вагонетки она ломается пополам. Выгорающие в обжиге включения глины: кусочки дерева, корешки дают пустоты. Кусочки железа, попадающиеся в глине в виде колчедана, в обжиге плавятся, — получаются черные пятна.

Глинистое вещество нагретое до 600° С энергично разлагается, выделяя большие количества паров воды. Нагрев до 600° вызывает разложение перегнойных (гумусовых) веществ, выделение летучих и горение сернистых соединений: железного колчедана и пр. с образованием сернистого газа. Дальнейшее повышение температуры до 800—900° заставляет разлагаться углекислые и сернокислые соединения. Углерод, оставшийся после выделения летучих, горит, образуется газоуглекислота. Нагрев до этих температур переводит хлористое железо и хлористый натр также в летучее состояние. Выделение большого количества разнообразных газов должно закончиться прежде, чем закроются поры черепка. В противном случае неизбежно образование вздутий на изделии и трещин. Обжиг ведут с такой скоростью, чтобы дать возможность улетучиться газам до закрывания пор и уплотнения черепка.

Особенно необходимо учитывать это обстоятельство, обжигая изделия в печах периодического действия, где скорость подъема температуры можно регулировать в широких пределах, усиливая или ослабляя подачу воздуха в топки и загрузку топлива.

Если в производство поступает глина-мергель с примесью большого количества мелкораздробленного известняка, черепица выходит из обжига с повышенной пористостью; если же в глине попадаются куски известняка так называемый «дутик», то как и в кирпиче, получается тот же брак.

Недожог или пережог происходят при укладке сырца в печь на неодинаковом расстоянии друг от друга.

Перед обжигом необходимо тщательно очищать под печи от золы, щебня и выравнивать его. В печь черепица должна быть посажена плотно и устойчиво, — тогда происходит равномерный обжиг и не будет искривленных изделий. Этим также исключается завал черепицы и порча ее.

Нормальный режим обжига, обеспечивающий высокое качество черепицы, требует, чтобы подовые каналы в гофманской печи своими размерами соответствовали силе тяги и применяемому топливу. В противном случае создадутся условия для неравномерных температур в печном канале. Проникание повышенного количества холодного воздуха в нижние части камер остывания вызовет растрескивание черепицы у ножек садки. Малые размеры подовых каналов замедляют ход газов по низу печи. Вследствие этого в нижних рядах садки бывает недожог, а в верхних пережег.

Топливные колодцы из сырца-кирпича должны быть достаточных размеров, чтобы топливо не попадало на черепицу; в этом случае она получается неодинакового цвета. Для нормального режима печи и качественного обжига очень важно не допускать засоса холодного воздуха в печь. Этого можно добиться тщательной заделкой ходков камер, плотным закрыванием трубочек. Песочницы трубочек и конусов должны быть в исправности и засыпаны достаточным количеством песка или шамота.

Нельзя допускать щелей в стенах самой печи. Свод должен быть тщательно засыпан. Необходимо наблюдение за шиберами, тщательная заделка щелей, чтобы не было прососов воздуха. Попадание его в печь создает неравномерный обжиг, получается недожог и трещины, вследствие чрезмерно быстрого охлаждения горячей черепицы.

Неправильный режим обжига также является причинной брака черепицы. Если очень горячий воздух из камер остывания отвести на выпаривание сырца, то образуются трещины вследствие слишком интенсивного выделения влаги из сырой черепицы. Выпаривание при слабой тяге угрожает запариванием черепицы и завалами ее в печи. Кроме того, на обжиг будут приключаться камеры с недосушенным товаром. Водяные пары дымовых газов легко будут осаждаться на сырых, холодных изделиях.

Вдобавок в этих условиях на черепицах нередко появляются выцветы. Если в камерах подогрева слишком быстро поднимается температура, черепица покрывается трещинами, а то и совсем распадается.

Непостоянная температура обжига также влечет за собой пережог или недожог. Обжиг черепицы во всех случаях ведут с небольшим избытком воздуха (в так называемой, окислительной среде). Обожженная в окислительной среде черепица имеет нормальную кирпично-красную, реже желтую окраску. Темная окраска черепицы свидетельствует об обжиге с недостатком воздуха (в так называемом восстановительном пламени или восстановительной среде). Восстановительное пламя получается в печах периодического действия от перегрузки топок (очелков) топливом и недостаточного притока к горящему топливу воздуха. Часто образуется восстановительное пламя от перегруза топок сырым топливом. Сырое топливо особенно склонно давать коптящее пламя. В гофманских печах, работающих на нормальной тяге, обычно окислительная бреда устанавливается автоматически.

Взварщик должен знать состав шихты черепицы и температуру, при которой она должна обжигаться. Помощь ему в этом должна оказать лаборатория завода.

Охлаждаться черепица должна медленно. Слишком быстрое охлаждение создает на изделии мелкие, волосяные трещины. Строгое соблюдение нормального режима в печи создает все необходимые условия для устранения брака.

Иногда на черепице появляются выцветы после правильно проведенного обжига. Образуются они от выходящих при сушке на поверхность черепка растворимых в воде сернокислых солей. Добавка к глине небольшого количества раствора солей бария (хлористого или азотнокислого) в воде устраняет этот недостаток. Необходимое количество соли бария подбирают опытом.

Выцветы появляются еще на черепицах, высушенных в искусственных сушилах дымовыми газами, содержащими соединения серы. Эти выцветы устраняют переходом на сушку дымовыми газами без-сернистого топлива (дрова, бессернистый торф и т. п.), либо приходится сушить теплом отработанного пара.